DE2733104A1 - Verfahren zum stabilisieren des widerstandes goldplattierter elektrischer kontakte - Google Patents
Verfahren zum stabilisieren des widerstandes goldplattierter elektrischer kontakteInfo
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- H01H11/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of electric switches
- H01H11/04—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of electric switches of switch contacts
- H01H11/041—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of electric switches of switch contacts by bonding of a contact marking face to a contact body portion
- H01H2011/046—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of electric switches of switch contacts by bonding of a contact marking face to a contact body portion by plating
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- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
- Measuring Leads Or Probes (AREA)
Description
BLUMBACH · WESER · BERGEN · KRAMER
ZWIRNER . HIRSCH 2733 1 ÜA
Pottadresse München: Patentconsult 8 München 60 RadeckestraBe 43. Telefon (089)883603/883604 Telex 05-212 JU
Postadresse Wiesbaden: Patentconsult 62 Wiesbaden Sonnenberger SUaSe 43 Telefon (06121) 562943/S61998 Telex 04-186237
Postadresse Wiesbaden: Patentconsult 62 Wiesbaden Sonnenberger SUaSe 43 Telefon (06121) 562943/S61998 Telex 04-186237
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Stabilisieren
des Widerstandes goldplattierter elektrischer Kontakte.
Seit vielen Jahren sind goldplattierte Kontakte aus unterschiedlichen
Metallen mit wechselndem Erfolg verbreitet in der elektronischen Industrie angewandt worden. Hierbei wurde
jedoch häufig gefunden, daß der Kontaktwiderstand dieser Kontakte deutlich zunimmt, wenn die Kontakte erhöhten
Temperaturen ausgesetzt waren. Man hat hierbei angenommen, daß dieser einschränkende Nachteil durch Diffusion organischer
Materialien, die sich zusammen mit dem Gold niedergeschlagen haben, zu den Kontaktoberflächen verursacht wird.
Verschiedene Methoden, typischerweise elektrolytisches Polieren, sind bisher zur Vermeidung dieser Schwierigkeit
versucht worden. Keine dieser Methoden hat sich jedoch als für diesen Zweck vollständig befriedigend erwiesen, so daß
das Problem nach wie vor einer Lösung harrte.
ErfindungsgemäB werden nun die genannten Schwierigkeiten
bei goldplattierten elektrischen Kontakten dadurch ausgeräumt, daß die Kontakte einer Behandlung mit einem Qxidations-
bei goldplattierten elektrischen Kontakten dadurch ausgeräumt, daß die Kontakte einer Behandlung mit einem Qxidations-
MOncnen: Kramer · Or. Weser. Hirsch — Wiesbaden: Mwnbach · Or. Bergen. Zwirner
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mittel vor oder nach der thermischen Alterung unterworfen werden. Im einzelnen wird hierbei der Kontakt in Gegenwart
eines Oxidationsmittels eine bis fünf, vorzugsweise eine bis drei Minuten, lang bei erhöhter Temperatur gehalten,
wodurch eine Kontaktstruktur erhalten wird, die keine
Widerstandsabweichung mehr zeigt.
Nachstehend ist die Erfindung an Hand der Zeichnung im einzelnen erläutert; es zeigen:
Fig. 1 eine Schnittansicht eines typischen, im vorliegenden Verfahren behandelten
Kontaktes und
Fig. 2 ein Koordinatendiagramm, auf dessen Ordinate die Kontaktwiderstandswerte in Milliohm und
auf dessen Abszisse die Kontakte in Prozent aufgetragen sind, zur Darstellung der Kontaktwiderstandscharakteristika von Anschlußorganen, die vor einer thermischen Alterung
mit einem Oxidationsmittel behandelt worden oder unbehandelt geblieben sind.
Fig. 1 zeigt eine Schnittansicht eines typischen elektrischen Kontaktes 11, der sich für die Durchführung des vorliegenden
709885/0798
Verfahrens eignet. Der Kontakt 11 weist ein hitzebeständiges Kontaktoberflächenglied 12 auf, das aus Wolfram, Molybdän,
Kupfer, Kupfer-Beryllium und anderen üblichen binären Legierungen aufgebaut sein kann. Die Oberfläche des Kontaktgliedes
12 ist mit einer Diffusionssperrschicht 13 beschichtet, die aus Nickel aufgebaut sein kann. Auf die Diffusionssperrschicht
13 ist eine Golddünnschicht 14 niedergeschlagen, deren Dicke in der Größenordnung von 100 Mikrozoll (100 Mikrozoll sind
2,54 Mikrometer) gelegen ist. Die beschriebenen Kontaktstücke 12 können nach jedem üblichen Verfahren hergestellt werden,
beispielsweise durch Stanzen oder chemisches Atzen aus einem
Metallblech oder durch abschnittsweises Zerschneiden von Stäben und Rütteln oder Glänzen, oder chemisches Ätzen oder
Polieren je nach dem gewünschten Oberflächenfinish. Danach kann eine Nickelplattierung vorgenommen werden, um die
Diffusionssperrschicht niederzuschlagen. Schließlich wird Gold auf die Diffusionssperrschicht galvanisch oder nach
sonstigen üblichen Goldniederschlagsverfahren aufgebracht.
Der solcherart hergestellte Kontakt 11 ist nun für die
Heiterbehandlung entsprechend dem vorliegenden Verfahren vorbereitet.
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Das für die vorliegenden Zwecke benutzte Oxidationsmittel kann unter jenen ausgewählt werden, deren Reduktionsprodukte
wasserlöslich sind. Als typische, für die vorliegende Zwecke geeignete Oxidationsmittel seien Wasserstoffperoxid,
ferner Kaliumpermanganate in sauren Medien, Chromate und Vanadate und dergleichen genannt. Die Konzentration
des für diesen Zweck gewählten Oxidationsmittels kann zwischen 1 und 5 Volumprozent liegen, wobei das Maximum
von praktischen Erwägungen diktiert ist. Natürlich ist die Mindestkonzentration durch die zum Erhalt des gewünschten
Effektes erforderliche Mindestmenge bestimmt.
Bei der Durchführung des Verfahrens werden die Kontakte 1 bis 3 Minuten lang in das Oxidationsmittel eingetaucht,
das seinerseits am Kochen gehalten wird. Die Kontakte werden dann mit Wasser kräftig gespült und der Trocknung an Luft
überlassen. Danach wird der Widerstand der Kontakte gemessen, wird thermische Alterung durchgeführt und wird der Widerstand
erneut gemessen.
Verschiedene Beispiele sind nachstehend wiedergegeben. Es versteht sich, daß diese nur im erläuternden, nicht aber im
beschränkenden Sinne aufzufassen sind. Die Kontakte 11 waren
Kupferber lliumlegierungs-Kontaktglieder 12 mit 3,81 Mikrometer dicken Nickelschichten als Diffusionssperrschichten
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273310A
und einer 2,54 Mikrometer dicken Goldoberfläche. Die Kontakte
wurden 5 Minuten lang In einer dreiprozentigen HjO^-Losung
gekocht, nit Hasser abgespült und an Luft getrocknet. Der
Kontaktwiderstand wurde vor der Alterung gemessen, und zwar mit drei Ablesungen pro Kontakt mit einer Golddrahtsonde
eines Durchmessers von 0,51 mm bei einem Kontaktaufladegewicht
von 10 Gramm. Die anfänglichen Kontaktwiderstandswerte lagen im Bereich von 2 bis 4 Milliohm.
Die Kontakte wurden dann in zugedeckten Pyrex-Glasschalen
in einen Ofer verbracht und dort eine Woche lang bei 150° C und horizontal durchströmender Luft gealtert. Sodann wurde
der Kontaktwiderstand erneut gemessen.
Fig. 2 zeigt ein Koordinatendiagramm, auf dessen Ordiante die Kontaktwiderstandswerte in Milliohm und auf dessen
Abszisse die Kontakte in Prozent aufgetragen sind; das Diagramm stellt den Hiderstandswert nach der Alterung von
im vorliegenden Verfahren präparierten Kontakten und von solchen Kontakten dar, die dem beschriebenen Oxidationsmittel nicht unterworfen waren. Die beiden mit A und B
bezeichneten Kurven stellen kombinierte Daten für nicht im vorliegenden Verfahren behandelte Kontakte dar, während
die Kurven C und D die Daten für behandelte Kontakte darstellen. Wie in Fig. 2 angegeben, ist der mittlere Kontaktwiderstand der behandelten Proben etwa zwanzigmal kleiner
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als der mittlere Kontaktwiderstand der ungereinigten Proben. Die Resultate geben eindeutig an, daß die in den Kontakten
anfänglich vorhandenen Verunreinigungen vor der Alterung keinen Einfluß auf den Kontaktwiderstand haben, sich aber
während der thermischen Alterung in eine Schicht mit hohem Widerstand umsetzen. Dieser einschränkende Nachteil wird
durch die beschriebene Oxidationsbehandlung vermieden.
In einer zweiten Versuchsreihe wurde der oben angegebenen Prozedur mit der Ausnahme gefolgt, daß die Kontakte 168
Stunden lang bei 150° C thermisch gealtert wurden, bevor
sie der Behandlung mit dem Oxidationsmittel ausgesetzt wurden. Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle I
wiedergegeben. Die dort angeführten Widerstandswerte sind sämtlich in Milliohm angegeben.
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|
Widerstand nach
thermischer Alte rung |
Widerstand nach
einminütigem Kochen in 3%igem H2O2 |
Widerstand nach
zweimonatiger Alterung bei Raumtemperatur |
|
200
20 |
3,6
3,4 3,1 |
3,9
3,6 3,5 3,4 |
|
19 000
8 |
2,9
3,5 3,4 |
|
|
4,5
100,0 |
1,5
3,0 2,2 2,6 |
|
|
5,5
100 |
2,8
2,9 1,7 2,1 |
Widerstand nach
einmonatiger
Alterung bei
Raumtemperatur
2,5
3,9
3,6
2,7
^j co co
27331(M
Die Analyse der Daten nach Tabelle I zeigt, daß die Oxidationsbehandlung zu einer markanten Verbesserung
der Stabilität der soicfiÄrart behandelten Kontakte während
des Alterungsprozesses "führt. Ein weiteres Beweisanzeichen für diese Verbesserung ist in der nachstehenden Tabelle
II wiedergegeben. Die verwendeten Kontakte entsprachen den bei den vorherigen Beispielen benutzten Kontakten
und wurden sieben Tage lang bei 150° C gealtert. Die in der Tabelle II aufgeführten Widerstandwerte sind
sämtlich in Milliohm angegeben.
Beispiel Widerstand nach Widerstand nach einminütigem Alterung Kochen in Η,Ο,
2,9 3,6
200 3,4
3,1
8 2,9
19 000 3,4
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Claims (5)
1. ) Verfahren zum Stabilisieren des Widerstandes goldplattierter
elektrischer Kontakte,
dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakte eine bis
fünf Minuten, vorzugsweise eine bis drei Minuten,
lang bei erhöhter Temperatur mit einem Oxidationsmittel behandelt werden, dessen Reduktionsprodukte wasserlöslich sind.
dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakte eine bis
fünf Minuten, vorzugsweise eine bis drei Minuten,
lang bei erhöhter Temperatur mit einem Oxidationsmittel behandelt werden, dessen Reduktionsprodukte wasserlöslich sind.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß Wasserstoffperoxid als das Oxidationsmittel verwendet wird.
München: Kramer. Or. Weser · Hirsch — Wiesbaden: Blumbach · Or. Bergen · Zwimer
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INSPECTED
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß Wasserstoffperoxid in einer Konzentration von 1 bis 5 % als das Oxidationsmittel
verwendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Stabilisation entweder vor oder nach einer thermischen Alterung
durchgeführt wird.
durchgeführt wird.
5. Goldplattierter elektrischer Kontakt, dessen Widerstand im Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche
stabilisiert ist.
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US05/708,553 US4049471A (en) | 1976-07-26 | 1976-07-26 | Technique for stabilizing contact resistance of gold plated electrical contacts |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2733104A1 true DE2733104A1 (de) | 1978-02-02 |
Family
ID=24846257
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19772733104 Pending DE2733104A1 (de) | 1976-07-26 | 1977-07-22 | Verfahren zum stabilisieren des widerstandes goldplattierter elektrischer kontakte |
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| GB (1) | GB1583561A (de) |
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| US4406639A (en) * | 1981-09-29 | 1983-09-27 | Rca Corporation | Wet processing of electrodes of a CRT to suppress afterglow |
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1977
- 1977-05-13 CA CA278,369A patent/CA1076462A/en not_active Expired
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- 1977-07-13 SE SE7708139A patent/SE411156B/xx unknown
- 1977-07-20 NL NL7708076A patent/NL7708076A/xx not_active Application Discontinuation
- 1977-07-22 DE DE19772733104 patent/DE2733104A1/de active Pending
- 1977-07-22 BE BE179542A patent/BE857035A/xx unknown
- 1977-07-25 JP JP8846477A patent/JPS5315564A/ja active Pending
- 1977-07-25 FR FR7722763A patent/FR2360166A1/fr not_active Withdrawn
- 1977-07-26 GB GB31201/77A patent/GB1583561A/en not_active Expired
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| JPS5315564A (en) | 1978-02-13 |
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| SE7708139L (sv) | 1978-01-27 |
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| OD | Request for examination | ||
| OHN | Withdrawal |